2023年中考物理高频压轴题突破——电和磁的综合计算

2023年中考物理高频压轴题突破——电和磁的综合计算 1．科技小组的同学利用电磁继电器设计了一套温度自动控制装置。如图甲所示， 电磁铁线圈阻值忽略不计，R1为热敏电阻。压缩机（电动机）启动可以起到调节温度的作用，当温度升高到启动值时，控制电路中电流达到 0.15A，衔铁吸下，压缩机启动工作；当温度降低到设定值后，工作电路断开，压缩机停止工作，如此进行间歇性循环工作。图乙为工作电路某 30 分钟内压缩机功率与时间的关系图。请你回答： （1）压缩机启动工作时， 控制电路中热敏电阻的阻值； （2）30min 内工作电路中压缩机消耗的总电能。 2．如图所示，这是物理兴趣小组设计的汽车转向指示灯电路模型，指示灯的规格均为“6V0.5A”，R0为6Ω的定值电阻，电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计，电源电压为6V；根据要求回答下列问题： （1）当汽车正常直行时，转向开关应处于什么位置； （2）请你解释一下当汽车左转弯时，左转指示灯会较暗、较亮交替闪烁的工作原理； （3）当左转弯时，指示灯发光较暗时它两端的电压为多少。 3．如图甲所示为电磁继电器和热敏电阻R1等组成的恒温箱控制电路，R1处于恒温箱内。电源电压，电磁继电器线圈的电阻可不计。图乙为热敏电阻的R1-t图像，且已知在50~150℃范围内，热敏电阻的阻值随温度的变化规律是为常数；电阻R2是可变电阻。当线圈中的电流达到20mA时，电磁继电器的衔铁被吸下，已知此时可变电阻，恒温箱保持60℃恒温。图中的“交流电源”是恒温箱加热器的电源。 （1）60℃时，热敏电阻R1的阻值是多少？ （2）应该把恒温箱的加热器接在A、B间还是C、D间？请说明理由； （3）如果要使恒温箱内的温度保持100℃，可变电阻R2的阻值应调为多少？ 4．2021年12月9日，三位航天员在我国自己的空间站为我们上了一堂生动的太空课，叶光富老师让我们亲眼目睹了心肌细胞跳动有力，心肌细胞需要在恒温箱中培养，如图甲所示为一恒温箱温控电路，控制电路电源电压为24V，电热丝和热敏电阻R均置于恒温箱内，热敏电阻R的阻值随温度变化关系如图乙所示。恒温箱温控电路工作原理是：当电流小于0.6A时，电热丝通电加热；当电流大于0.8A时，电热丝停止加热。 （1）则加热电路电源应接在______（选填“a、b”“c、d”或“e、f”）两端； （2）当滑动变阻器R' =20Ω时，通过计算说明恒温箱内的温控范围；( ) （3）当温度为30℃，R' =25Ω时，滑动变阻器工作1min产生的热量。( ) 5．某电热水器有高温挡和低温挡。科学兴趣小组同学为模拟该热水器的工作原理，设计了如图甲所示电路。工作电路中有两根规格均为“220V 1100W”电热丝R1和R2，电源电压U2为220V。温控电路中电源电压U1恒为12V，定值电阻R0阻值为60Ω，放置于水箱中的热敏电阻Rt的阻值随温度变化的关系如图乙所示，闭合开关S，当通过电磁继电器线圈中的电流大于或等于50mA时，衔铁会被吸下，工作电路断开。电磁铁、线圈等电阻忽略不计。 （1）当工作电路的旋钮开关处于“bc”位置时，电路中的电流为多少？ （2）某次工作过程中，工作电路处于高温挡工作30分钟后，衔铁被吸下。该过程中，工作电路共消耗电能多少焦？ （3）为了使温控电路控制的最高水温可以在60~84℃范围内调节，需对温控电路进行改进。科学兴趣小组用滑动变阻器和热敏电阻Rt来实现，请在图丙所示虚框内完善改进后的温控电路，并标明滑动变阻器的调节范围。 　 6．明明同学们设计了如图甲所示的恒温箱温控电路（用于获得高于室温、控制在一定范围内的“恒温”），包括工作电路和控制电路两部分。其中，R1为阻值可以调节的变阻箱。R2为热敏电阻（置于恒温箱内），其阻值随温度变化的关系如图乙所示。继电器线圈电阻100Ω。 （1）如图甲所示状态，加热器是否处于加热状态？ （2）加热器正常工作时，通过加热器的电流为20A，求此时加热器的电阻和电功率； （3）已知当控制电路的电流达到0.01A时，继电器的衔铁被吸合；当控制电路的电流减小到0.008A时，衔铁会被释放。当调节R1=200Ω时，恒温箱内可获得最高温度为160℃的“恒温”。如果需要将恒温箱内的温度控制在最低温度为40℃的“恒温”，则应将R1的阻值调为多大？ 7．电梯为居民出入带来很大的便利，出于安全考虑，电梯都设置超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示.已知控制电路的电源电压U=9V，保护电阻R1=200欧，压敏电阻R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示，电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计. （1）若电梯在20秒内将一位重600牛的乘客匀速提升l5米，求电梯对乘客做功的功率. （2）当电磁铁线圈电流达到20毫安时:衔铁刚好被吸住.若该电梯厢内站立总质